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Die Physik ist eine wichtige Grundlage der Technik. In der Technik werden bewusst physikalische Erkenntnisse genutzt, um z. B. Geräte und Anlagen zu bauen, Informationen zu übertragen, Energie in den gewünschten Formen zu gewinnen und zum Verbraucher zu transportieren. Dabei ist oft die Natur selbst Vorbild für technische Lösungen.
Ziel technischer Entwicklungen und damit der Anwendung der Physik ist es, unser Leben sicherer und angenehmer zu machen.

*427 v. Chr. Athen
† 347 v. Chr. Athen
Er war ein bedeutender griechischer Philosoph, der 388 v. Chr. in Athen die erste große Philosophenschule gründete und der sich auch mit mathematischen und naturwissenschaftlichen Themen beschäftigte. So vertrat PLATON u. a. die Auffassung, dass sich Himmelskörper nur auf den vollkommensten geometrischen Bahnen, den Kreisbahnen, bewegen können.

* um 100 n. Chr. Ptolemäus (Ägypten)
† um 170 n. Chr. Alexandria
Er war ein bedeutender antiker Astronom und hat auch bedeutende Werke über Mathematik, Geographie, Optik und Astrologie hinterlassen. Er entwickelte das geozentrische Weltbild mit der Erde als Mittelpunkt, das bis ins späte Mittelalter die Wissenschaft beherrschte und erst dann allmählich vom heliozentrischen Weltbild des NIKOLAUS KOPERNIKUS abgelöst wurde.

Vor allem im Zusammenhang mit dem Erkennen und Anwenden physikalischer Gesetze, beim Durchführen von Experimenten sowie beim Arbeiten mit physikalischen Größen gibt es eine Reihe von Tätigkeiten, die immer wieder durchgeführt werden und die für die Physik charakteristisch sind.
Jede dieser Tätigkeiten lässt sich genauer kennzeichnen. Für viele Tätigkeiten lassen sich auch Schrittfolgen angeben.

Die Physik ist eine Naturwissenschaft, die sich mit unterschiedlichen Inhaltsbereichen beschäftigt. Traditionell wird die Physik in fünf Inhaltsbereiche eingeteilt:

• die Mechanik,
• die Wärmelehre oder Thermodynamik,
• die Elektrizitätslehre oder Elektrik,
• die Optik und
• die Atom- und Kernphysik.

Manchmal wird der Bereich Energie oder Energetik als spezielles Teilgebiet abgetrennt.
Neben dieser traditionellen Einteilung gibt es auch andere Möglichkeiten der Aufgliederung der Physik in Teilgebiete.

Vergleichen ist eine Erkenntnistätigkeit. Beim Vergleichen werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede von zwei oder mehreren Vergleichsobjekten (z. B. Körper, Stoffe, Vorgänge, Geräte) ermittelt und dargestellt.

Voraussagen ist eine Tätigkeit, die eng mit der Anwendung von Gesetzen und Modellen und damit mit dem Erklären verbunden ist. Beim Voraussagen wird auf der Grundlage von Gesetzen oder Modellen unter Berücksichtigung der gegebenen Bedingungen eine Folgerung in Bezug auf eine Erscheinung abgeleitet und zusammenhängend dargestellt.

Jede physikalische Größe wird in einer bestimmten Einheit gemessen, z. B. die Länge in Meter oder die Zeit in Sekunden oder Minuten. Häufig ist es aber sinnvoll, eine bestimmte physikalische Größe in Vielfachen oder in Teilen der betreffenden Einheit anzugeben, damit die Zahlenwerte nicht zu groß oder zu klein werden. Dazu nutzt man Vorsätze vor den Einheiten. Diese Vorsätze sind international vereinbart. So hat z. B. der Vorsatz "Kilo" (Abkürzung k) die Bedeutung 1 000: Ein Kilogramm sind 1 000 Gramm. Der Vorsatz "Milli" (Abkürzung m) hat die Bedeutung ein Tausendstel: Ein Milligramm sind ein Tausendstel Gramm.
Durch einen Vorsatz vor einer Einheit erhält man Vielfache oder Teile der betreffenden Einheit.

Die Wärmelehre oder Thermodynamik ist ein Teilgebiet der Physik. Sie beschäftigt sich mit der Temperatur von Körpern, der Zufuhr und Abgabe von Wärme und den damit verbundenen Temperatur- und Volumenänderungen, den Aggregatzuständen und ihren Änderungen, der Wärmeübertragung und den Wärmekraftmaschinen (Verbrennungsmotoren, Turbinen, Dampfmaschinen).

Das geozentrische Weltbild ist eine historisch überaus bedeutsame Auffassung vom Aufbau des Weltalls, die von dem griechischen Philosophen CLAUDIUS PTOLEMÄUS (ca. 100 - ca. 170) begründet wurde.
Es wurde angenommen, dass sich die Erde im Mittelpunkt des Weltalls befindet und alle Planeten sowie die Sonne sich auf kreisförmigen Bahnen um die Erde bewegen.
Mit diesem Weltbild konnten viele astronomische Erscheinungen erklärt werden. Ab dem 16. Jahrhundert wurde das geozentrische Weltbild allmählich vom heliozentrischen Weltbild abgelöst.

Das heliozentrische Weltbild ist eine Auffassung vom Aufbau des Weltalls, die sich im 16. Jahrhundert herausbildete. Entscheidenden Anteil daran hatte NIKOLAUS KOPERNIKUS (1473-1543), der dieses Weltbild in jahrzehntelanger Arbeit entwickelte. Weitere wichtige Beiträge zur Durchsetzung des heliozentrischen Weltbildes leisteten GALILEO GALILEI (1564-1642) und JOHANNES KEPLER (1571-1630).
Nach diesem Weltbild befindet sich die Sonne im Zentrum unseres Planetensystems. Um die Sonne kreisen die Planeten. Die Sterne befinden sich in einer Fixsternsphäre, die in großer Entfernung das gesamte Planetensystem wie eine Schale umgibt.
Das heliozentrische Weltbild löste das von CLAUDIUS PTOLEMÄUS postulierte geozentrische Weltbild ab, das über 1 500 Jahre lang als das gültige und richtige Weltbild angesehen wurde.

In der Physik werden eine Reihe charakteristischer Denk- und Arbeitsweisen genutzt. Dazu gehören verschiedene Erkenntniswege, typische Methoden und bestimmte Tätigkeiten. Mit dem Test wird die Methodenkompetenz überprüft.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Gegenstand, Teilgebiete, Methoden".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Bei Induktionsherden wird einem Metalltopf die Wärme mithilfe der elektromagnetischen Induktion zugeführt. Zu diesem Zweck nutzt man Wirbelströme.

Mithilfe von Induktionsschleifen kann der Straßenverkehr überwacht werden. Häufig steuert man mit ihrer Hilfe Ampelanlagen. Die Funktionsweise von Induktionsschleifen beruht auf der elektromagnetischen Induktion.

In dem magnetischen Feld einer Spule ist Energie gespeichert. Wie groß diese Energie ist, hängt von der Stärke des Stromes ab, der durch die Spule fließt und von den geometrischen Eigenschaften der Spule sowie den Materialeigenschaften des Spulenkerns. Diese geometrischen und stofflichen Eigenschaften einer Spule fasst man als Induktivität L einer Spule zusammen.

Influenz ist ein Vorgang der Ladungstrennung auf einem Körper, bei dem sich unter dem Einfluss geladener Körper in der Nähe die Ladungsverteilung auf dem Körper ändert.

Fernbedienungen werden heute genutzt, um Radios, Fernsehgeräte oder Videorecorder zu bedienen. Dabei verwendet man infrarotes, für den Menschen nicht sichtbares Licht, um die entsprechenden Steuerimpulse von der Fernbedienung auf das jeweilige Gerät zu übertragen.

Ionen sind elektrisch geladene Teilchen, aus denen Stoffe aufgebaut sind. Sie entstehen dadurch, dass aus der Atomhülle eines zuvor neutralen Atoms Elektronen abgegeben oder aufgenommen werden. Durch Elektronenabgabe oder Elektronenaufnahme entsteht so im Vergleich zum elektrisch geladenen Atomkern ein Ladungsüberschuss oder ein Ladungsmangel.
Negativ geladene Ionen heißen Anionen, positiv geladene Ionen Kationen.

Als Ionisation bezeichnet man alle Vorgänge, bei denen aus neutralen Atomen Elektronen herausgelöst und dauerhaft aus der Atomhülle entfernt werden. Dadurch entstehen die positiv geladenen Restatome, die man Ionen nennt, und die freien Elektronen. Das Gegenteil der Ionisation ist die Rekombination, bei der sich Ionen und Elektronen wieder zu neutralen Atomen zusammenfinden.

Körper, die den elektrischen Strom schlecht oder gar nicht leiten, nennt man Isolatoren oder elektrische Nichtleiter.
Glas, Gummi, Kunststoffe, Lacke oder Luft und andere Gase sind unter normalen Bedingungen Isolatoren. Sie werden deshalb zur Isolation elektrischer Leitungen und zur Isolation bei elektrischen Geräten genutzt.

Als Kennlinie bezeichnet man eine Funktionskurve in einem speziellen x-y-Diagramm, mit deren Hilfe man das Leitungsverhalten eines elektrischen oder elektronischen Bauelementes grafisch darstellen kann. Meist untersucht man die Stromstärke-Spannungs-Kennlinie (I-U-Kennlinie), das heißt, man stellt in einem Stromstärke-Spannung-Diagramm dar, wie hoch die Stromstärke ist, die bei einer bestimmten an einem Bauelement anliegenden Spannung durch dieses Bauelement fließt.

Ein Kondensator kann elektrische Ladungen nicht unbegrenzt speichern, sondern bei vorgegebener Spannung auf seinen Kondensatorplatten stets nur eine gewisse Anzahl von Ladungsträgern aufnehmen. Die elektrische Kapazität kennzeichnet die Fähigkeit eines Kondensators, Ladungen zu speichern.
 

Der deutsche Physiker GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF (1824-1887) formulierte um 1847 zwei Grundregeln für elektrische Stromkreise, die heute als kirchhoffsche Regeln oder kirchhoffsche Gesetze bezeichnet werden. Diese beiden Gesetze, der Knotenpunktsatz und der Maschensatz, ermöglichen Berechnungen für beliebige Stromkreise.

Eine Klingel erzeugt ein periodisches akustisches Signal, sofern man einen Gleichstromkreis schließt. Eine Klingel besteht aus einer - häufig hufeisenförmig gewickelten - Eisenspule, einem Anker mit Klöppel und Kontaktfeder, einer Stellschraube und der Glocke.

Mithilfe eines Kompasses kann man sich auf der Erdoberfläche in Richtung Nord orientieren. Im Erdmagnetfeld richtet sich eine Magnetnadel entlang der Feldlinien aus. Dieser Sachverhalt wird zur Konstruktion des Kompasses genutzt.
Ein Kompass besteht aus einer frei beweglichen, leichtgängig gelagerten und magnetisierten Eisennadel, die sich meist in einem durchsichtigen Gehäuse befindet. Der äußere Rand des Gehäuses ist oft mit einem Vollkreis und einer Skaleneinteilung versehen.